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7.2.6.
Bremsstrahlung
Cuando electrones acelerados son forzados a frenarse en un medio aparece un
espectro continuo de fotones. A este efecto también se lo conoce como "radiación de
frenado".
Interacción de los fotones con la materia
Los tres mecanismos de interacción con la materia son: el efecto fotoeléctrico, el
efecto Compton y la producción de pares. Estos mecanismos se describen a
continuación.
a) El efecto fotoeléctrico consiste en que el fotón se encuentra con un electrón del
material y le transfiere toda su energía, desapareciendo el fotón original. El electrón
secundario adquiere toda la energía del fotón en forma de energía cinética y es
suficiente para desligarlo de su átomo y convertirlo en proyectil. Se frena éste por
ionización y excitación del material.
b) En el efecto Compton el fotón choca con un electrón como si fuera un choque
entre dos esferas elásticas. El electrón secundario adquiere sólo parte de la energía
del fotón y el resto se la lleva otro fotón de menor energía y desviado.
c) Cuando un fotón energético se acerca al campo eléctrico intenso de un núcleo
puede suceder la producción de pares. En este caso el fotón se transforma en un par
electrón-positrón. Como la suma de las masas del par es 1.02 MeV, no puede suceder
si la energía del fotón es menor que esta cantidad. Si la energía del fotón original es
mayor que 1.02 MeV, el excedente se lo reparten el electrón y el positrón como
energía cinética, pudiendo ionizar el material. El positrón al final de su trayecto forma
un positronio y luego se aniquila produciéndose dos fotones de aniquilación, de 0.51
MeV cada uno.
Cada uno de los efectos predomina a diferentes energías de los fotones. A bajas
energías (rayos X) predomina el fotoeléctrico; a energías medianas (alrededor de 1
MeV), el Compton; a energías mayores, la producción de pares.
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